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单元检测三　细胞的能量供应和利用
一、选择题(本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．关于酶及其特性的实验设计，下列叙述正确的是(　　)
A．验证酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液等设计对照实验进行验证
B．验证酶的高效性，可通过设置自身对照，比较盛有H2O2的试管中加入H2O2酶前后，H2O2分解速率的变化来进行验证
C．探究pH对酶活性影响的实验中，简要流程可以是：将底物加入各组试管→调节装有酶液的各试管的pH→向底物试管加入酶→混匀并进行保温→观察结果
D．探究温度对酶活性的影响，可利用过氧化氢酶和过氧化氢等设计实验进行探究
2．(2025·兰州一模)真核细胞中的酶P由蛋白质和RNA两种物质构成，该酶能催化前体RNA形成成熟RNA。研究发现，去除酶P的RNA后，该酶失去催化功能。下列分析错误的是(　　)
A．组成酶P的单体分别是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B．上述实验中不能确定酶P的RNA是起催化作用的物质
C．酶P的合成需要核糖体和线粒体的参与
D．酶P通过降低反应活化能来促进成熟RNA的形成
3．(2025·赤峰期末)腺苷是一种神经递质，在海马结构中的作用最强。腺苷激酶(ADK)通过使腺苷磷酸化转变为AMP来降低组织中腺苷的水平，控制中枢神经系统中腺苷的代谢，调节细胞外腺苷的水平。目前已证实腺苷具有抗癫痫作用，下列有关说法正确的是(　　)
A．组成腺苷的化学元素有C、H、O、N、P
B．腺苷分子彻底水解能获得三种不同的产物
C．腺苷磷酸化的产物AMP可作为合成DNA的原料之一
D．降低体内ADK的活性对癫痫的发作有明显的抑制作用
4．研究人员利用分子组装技术，将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．腺苷三磷酸末端磷酸基团具有较高的转移势能
B．H＋通过ATP合成酶的跨膜运输方式为主动运输
C．图中和ATP合成酶可以从线粒体内膜分离获得
D．ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等磷酸化
5．在线粒体内膜上有多种转运蛋白，如ATP合成酶、电子转运体、Pi转运体。如图所示为这三种转运蛋白发挥相应生理功能的示意图，其中膜间隙内的pH低于线粒体基质、膜间隙内的Pi浓度低于线粒体基质。下列叙述错误的是(　　)
A．ATP合成酶具有催化和运输功能
B．电子转运体属于转运蛋白中的通道蛋白
C．Pi转运体可运输H＋和Pi，依然具有特异性
D．Pi转运体运输物质时自身构象会发生改变
6．(2026·湖北腾云联盟联考)北欧鲫鱼能在寒冷、缺氧的水底生活数月，这与其独特的呼吸方式有关，如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．有氧条件下葡萄糖进入线粒体彻底氧化分解，并释放出大量能量
B．该鱼不同细胞的呼吸方式存在差异，是因为它们所含的基因不同
C．将乳酸转化为酒精排出体外，可有效缓解乳酸积累产生的毒害作用
D．该鱼形成的这种独特呼吸方式是寒冷、缺氧环境导致基因突变的结果
7．(2025·淮北一模)糖酵解是细胞呼吸中葡萄糖经过一系列反应生成丙酮酸的过程，糖酵解中丙酮酸激酶能催化磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸并伴随着ATP的生成；丙酮酸激酶能调控糖酵解速率，其活性受多种因素影响。下列叙述正确的是(　　)
A．丙酮酸激酶催化生成丙酮酸的过程发生在线粒体基质，此过程为放能反应
B．图中ATP水解产生的磷酸分子能结合并改变丙酮酸激酶的空间结构和活性
C．ATP增多可能抑制去磷酸化的丙酮酸激酶的活性从而影响糖酵解的速率
D．血糖浓度降低时，肝脏细胞通过调控丙酮酸激酶去磷酸化以提高糖酵解速率
8．植物可通过改变呼吸代谢途径来适应不同的环境。某植物幼苗的根细胞经细胞呼吸释放CO2的速率变化情况如图所示，a点之后，该植物幼苗进入无氧环境。下列叙述错误的是(　　)
A．a点前，线粒体基质中有CO2产生
B．a～b段，根细胞只进行无氧呼吸并产生乳酸
C．b点时，根细胞开始生成酒精和CO2
D．a～c段，根的细胞呼吸发生在细胞质基质和线粒体中
9．(2026·皖豫联盟联考)电子传递链是位于线粒体内膜上的一系列酶复合体和递氢/递电子体构成的链式反应体系，其核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化，将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水，同时合成ATP。如图表示细胞呼吸的部分过程及部分细胞结构。下列叙述错误的是(　　)
A．线粒体的外膜和内膜对丙酮酸的通透性存在较大差异
B．位于线粒体内膜上的ATP合成酶只能与ADP和Pi结合
C．在有氧呼吸过程中，NADH能释放电子，O2能接受电子
D．若使氧化磷酸化解偶联，则会导致线粒体产生ATP受阻
10.为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用层析液进行纸层析，如图为分离后的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素带)。下列叙述错误的是(　　)
A．色素Ⅰ、Ⅱ在层析液中的溶解度大于Ⅲ、Ⅳ
B．色素Ⅲ、Ⅳ在红光区吸收的光能可用于ATP的合成
C．强光照下该植物叶绿素/类胡萝卜素含量的值减小
D．分离色素时将带滤液细线的滤纸条放置在敞开装置中并通风
11．黄瓜是普遍的大棚栽培蔬菜之一。图1为不同温度和光照强度下大棚黄瓜叶肉细胞的光合速率变化示意图，图2为25 ℃时黄瓜叶肉细胞中甲、乙两种细胞器在某一状态下部分物质及能量代谢途径示意图。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图2中甲释放的O2量和乙释放的CO2量相等时应对应图1中的A点
B．图1中的B点，影响黄瓜叶肉细胞光合速率的因素是光照强度
C．图1中15 ℃时黄瓜叶肉细胞释放O2速率达到最大值时所需的最低光照强度对应p点
D．据图1分析，在温度为25 ℃、光照强度为q时黄瓜的产量相对较高
12．科研人员利用“间隙光”(光照20秒、黑暗20秒交替进行)处理叶肉细胞一段时间后，检测叶肉细胞O2释放速率和CO2吸收速率，部分实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．在AB段，产生O2的部位是叶绿体内膜
B．在BC段，叶绿体中没有ATP消耗
C．在CD段，光合作用强度等于细胞呼吸强度
D．在EF段，叶绿体能利用CO2合成有机物
13．鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸，能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼肉鲜味下降外因的系列实验中，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．本实验的自变量是pH和温度，因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性
B．不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同
C．pH低于3.8、温度超过60 ℃，对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理相同
D．据图可知，放置相同的时间，鮰鱼在pH 5.8、温度40 ℃条件下，鱼肉鲜味程度最高
14．对氨基苯甲酸是细菌合成二氢叶酸的原料，二氢叶酸是叶酸合成的原料，叶酸参与细菌DNA合成。磺胺类药物是常用的抗菌药，测定磺胺类药物对二氢叶酸合成酶活性的影响，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．实验可用对氨基苯甲酸的生成速率表示酶活性
B．磺胺类药物通过与底物竞争酶活性位点抑制反应
C．磺胺类药物的作用随对氨基苯甲酸浓度升高而增强
D．酶活性达到50%时，使用磺胺类药物获得最佳治疗效果
15．药物X和Y可能会抑制涉及有氧呼吸第一、二、三阶段的酶。为了研究这些药物的效应，分离了一些肌肉细胞，然后在有氧供应的条件下分别给予这两种药物处理，并测定细胞内ATP、NADH及丙酮酸的含量，实验结果见表。下列叙述正确的是(　　)
项目 ATP NADH([H]) 丙酮酸
对照组(没有 药物处理) 100% 100% 100%
药物X处理组 2% 3% 5%
药物Y处理组 20% 15% 150%
注：对照组的数据定为100%，以便与其他组进行比较。
A．药物X可能只抑制有氧呼吸第二、三阶段的酶
B．药物Y可能抑制细胞质基质内的酶
C．药物X和Y同时处理肌肉细胞后，可能不会影响钠离子运进细胞过程
D．若将对照组的有氧条件改为无氧条件，则ATP的含量将会上升
二、选择题(本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)
16． ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶，其催化代谢途径如图1所示。Ca2＋对淹水胁迫的辣椒幼苗根无氧呼吸的影响实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
A．酶E和LDH都能催化丙酮酸发生反应，说明LDH不具有专一性
B．辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C．与对照组相比，淹水组第6天时乙醇代谢增幅明显大于乳酸代谢增幅
D．Ca2＋影响ADH、LDH的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
17．如图表示某植物非绿色器官在最适温度、不同O2浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况，已知该植物无氧呼吸产物可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色。下列叙述错误的是(　　)
A．N点时只进行有氧呼吸
B．M点时，若AB＝BM，则此时有氧呼吸CO2释放量等于无氧呼吸
C．适当升高温度，单位时间内CO2释放量将减少
D．MN段该器官细胞呼吸的产物有H2O、酒精和CO2
18．某植物叶片有全绿和绿色带白斑两种，研究人员利用不同的叶片开展了甲、乙、丙三组实验。三组均给予适宜的光照，其中丙组用14CO2培养叶片(过程中不断充入14CO2，使瓶中14CO2浓度保持不变且与外界CO2浓度相等)，培养过程测定叶肉细胞中放射性三碳化合物浓度的变化情况，结果如图。下列说法正确的是(　　)
A．培养一段时间后，用碘液处理甲、乙两组叶片，蓝色最深的部位为④
B．不考虑温度的变化，培养过程中，乙瓶的气体总体积可能一直保持不变
C．丙实验的OA段，叶肉细胞中五碳化合物的浓度在不断地下降
D．丙实验的AB段，叶肉细胞中放射性三碳化合物的生成和消耗达到平衡
19．图1表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，①～⑦代表各种物质，甲、乙代表两种细胞器。图2表示低CO2浓度，环境温度为光合作用最适温度时该植物叶片CO2释放量随光照强度变化的曲线，S代表有机物量。下列叙述错误的是(　　)
A．长期处于黑暗状态下，⑥→⑤→⑥的循环不能进行
B．B点时，该叶肉细胞中ATP的合成和分解处于动态平衡
C．短时间内适当提高CO2浓度，②的含量上升，C点上移
D．当光照强度处于BD间时，光合作用储存有机物的量为S2>0
20．细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散，减少多余光能对光反应阶段的PSⅡ复合体的损伤。现以某植物的野生型和M基因缺失突变体(M蛋白可修复损伤的PSⅡ和调节NPQ)为材料进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．该实验的不同组别中，CO2浓度、温度、水分等条件应保证相同且适宜
B．与野生型相比，强光照射下的突变体的NPQ强度较高、PSⅡ活性较强
C．与突变体相比，强光照射下的野生型中流向光合作用的能量相对较高
D．过强的光照损伤光反应阶段的PSⅡ复合体后会导致光合作用强度减弱
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
21．(14分)(2025·沧州一模)蕨菜采摘后易发生褐变，给储藏和加工带来不便。褐变的主要原因是蕨菜组织中含有多酚氧化酶(PPO)，它能催化酚类物质氧化成醌并聚合成褐色物质。某兴趣小组同学探究了pH、高温、抑制剂等因素对多酚氧化酶活性的影响，结果如图所示。回答下列问题：
(1)(2分)取适量新鲜蕨菜切碎，加4倍量冷冻丙酮，经提取、抽滤和真空干燥得到PPO丙酮粉。取1.0 g PPO丙酮粉加入100 mL、0.05 mol·L－1、pH为7.4的__________(填“冷”或“热”)磷酸盐缓冲溶液中，搅拌、离心及上清液过滤可得到PPO的粗提液；用缓冲液溶解PPO丙酮粉的目的是____________________。
(2)(4分)图1表明pH__________时能有效抑制酶促褐变；图2表明，温度越高，PPO维持活性的时间越________；80 ℃处理70 s后，PPO的相对活性很低的原因主要是________________________________________________________________________。
(3)图3中亚硫酸钠和抗坏血酸是PPO的抑制剂，对PPO抑制效果主要取决于__________________；同浓度的两种抑制剂相比，对PPO的抑制作用更强的是__________________。
(4)该兴趣小组同学设计了温度20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃的条件下，PPO催化酚类物质氧化的实验，并用分光光度计测定各组酶的活性。
①该实验的课题是__________________________________。
②请列举本实验中两个无关变量：__________________________________________。
22．(8分)(2025·长沙模拟)如图是发生在叶肉细胞内相关膜结构上的代谢过程示意图。请回答下列问题：
(1)(1分)图1、图2中的膜结构分别是________________________。
(2)(3分)图2所示膜上NADH来自______________________(填场所)。来自NADH的电子沿电子传递链传递时，释放出来的能量驱动图中____________(填序号)号转运蛋白转运H＋从线粒体基质到膜间隙，进而使H＋以____________方式通过ATP合成酶，从而合成ATP。
(3)(1分)若将该株植物放在一密闭玻璃罩内，用18O标记的水浇灌，请写出18O最快进入(CH2O)的过程(用文字加箭头表示，并在箭头上写上相关生理过程)：________________________________________________________________________。
(4)(3分)图2所示生理过程也能发生在小鼠体内。为研究短时低温对图2所示阶段的影响，将生理状况相同的小鼠在不同条件下处理，分组情况及结果如图3所示。已知DNP不影响电子传递，可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合成酶。与25 ℃相比，4 ℃温度下小鼠体温________(填“上升”“下降”或“不变”)，在相同时间内有氧呼吸消耗葡萄糖的量更多，请结合图2和图3推测此现象可能的原因：______________________________________。
23．(12分)某知名期刊发表了中国科学家人工合成淀粉的科技论文，在实验条件下，科学家们精心设计了11步化学聚糖主反应，相比植物光合作用60多步生化反应而言大大提高了淀粉合成效率。植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如图所示。请回答下列问题：
(1)(4分)在叶肉细胞中，过程A发生的场所是______。当光照突然减弱时，短时间内b的含量将______。若某植物早上8点到达光补偿点时，其光合作用所需的CO2来源于__________。叶肉细胞内类似B中CO2→有机C1→C3中间体的过程__________(填“需要”或“不需要”)光反应提供ATP和NADPH。
(2)(2分)在与光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉过程积累淀粉的量__________(填“大于”“小于”或“等于”)植物积累淀粉的量，因为________________________________________________________________________。
(3)(1分)人工合成淀粉的过程中，能量形式的转变为______________________________。
(4)(2分)图中的①过程相当于植物光合作用的__________阶段，②过程相当于植物光合作用的__________过程。
(5)(1分)中间体C6如果能在细胞质基质中首先被分解，其释放的能量去处有________________________________________________________________________。
(6)若该技术未来能够大面积推广应用，你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题？(至少写出两点)_________________________________________________________________。
24．(11分)当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条件下，叶肉细胞内因NADP＋不足、O2浓度过高，会生成一系列光有毒产物，若这些物质不能及时清理，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心(参与光反应阶段)中的D1蛋白，从而损伤光合结构。类胡萝卜素能清除光有毒产物。部分过程如图所示，请回答下列问题：
(1)(3分)强光条件下，限制光合速率的主要是____________反应阶段，从O2的来源和去路分析，此时叶肉细胞内O2浓度过高的原因是_______________________________________。
(2)Rubisco是一个双功能酶，光照条件下，它既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2，又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸，CO2和O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点。结合以上信息，光呼吸对解除光抑制的积极意义是________________________________________________________________________。
(3)(4分)用纸层析法分离缺乏类胡萝卜素的突变体植株叶片的色素，滤纸上可见________________(填颜色)的条带。与正常植株相比，该突变体植株在强光下的光合速率__________，原因是__________________________________________________________。
(4)(2分)科研人员采用清水处理灌浆期小麦(W)为对照组、0.3 mol·L－1水杨酸溶液处理相同小麦(SA)为实验组，设置适宜温度中等强光(MT1)组、高等强光(HT1)组，测定不同条件下小麦叶绿体中D1蛋白含量及净光合速率的变化，如图所示。D1蛋白位于________上。据图分析，0.3 mol·L－1水杨酸溶液通过________来缓解HT1组小麦的光抑制现象。
25．(10分)为探究脱落酸(ABA)对小麦抗旱能力的影响，科研人员将小麦幼苗均分为甲、乙、丙、丁四组，甲组正常供水，乙组正常供水＋ABA，丙组干旱胁迫，丁组干旱胁迫＋ABA，实验结果如图所示。据图回答下列有关问题：
(1)(4分)小麦经干旱处理后，气孔导度(气孔的开启程度)会______(填“增大”或“减小”)，以利于__________________；据图分析可知，干旱会影响小麦的光合作用速率，其主要原因是____________________________________(至少写出2点)。
(2)(2分)据图可知，正常供水时，乙组在加入ABA后光合作用速率小于甲组，推测这主要是由于____________(结论1)；干旱胁迫下，丁组在加入ABA后气孔导度变化不大，光合作用速率明显大于丙组，推测干旱条件下ABA主要通过__________________，提高小麦的光合作用速率(结论2)。
(3)(2分)为验证(2)的推测，可通过测量甲、乙、丙、丁四组实验中小麦叶片的胞间CO2浓度。若胞间CO2浓度，甲组______乙组，则结论1成立；若胞间CO2浓度，丙组______丁组，则结论2成立(两空都用“大于”“等于”或“小于”表示)。
(4)(2分)进一步研究发现，在重度干旱条件下，施加氮肥也可提高小麦的光合作用速率。部分实验结果如表所示：
生理指标 对照组 施加氮肥组
叶绿素/(mg·g－1) 9.8 11.8
Rubisco活性/(μmol·min－1) 316 640
光合作用速率/(μmolCO2·m－2·s－1) 6.5 8.5
该实验结果表明施加氮肥是通过__________________方式，从而提高小麦的光合作用速率。该实验对照组的处理条件是__________________________________________________。单元检测三　细胞的能量供应和利用
一、选择题(本题共15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．关于酶及其特性的实验设计，下列叙述正确的是(　　)
A．验证酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液等设计对照实验进行验证
B．验证酶的高效性，可通过设置自身对照，比较盛有H2O2的试管中加入H2O2酶前后，H2O2分解速率的变化来进行验证
C．探究pH对酶活性影响的实验中，简要流程可以是：将底物加入各组试管→调节装有酶液的各试管的pH→向底物试管加入酶→混匀并进行保温→观察结果
D．探究温度对酶活性的影响，可利用过氧化氢酶和过氧化氢等设计实验进行探究
答案　C
解析　碘液不能检测蔗糖是否被分解，不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘液等设计对照实验验证酶的专一性，A错误；酶的高效性是和无机催化剂相比较而言的，故在验证酶的高效性的实验中，应该使用无机催化剂作为对照，B错误；过氧化氢在加热条件下会分解，因此不能用来探究温度对酶活性的影响，D错误。
2．(2025·兰州一模)真核细胞中的酶P由蛋白质和RNA两种物质构成，该酶能催化前体RNA形成成熟RNA。研究发现，去除酶P的RNA后，该酶失去催化功能。下列分析错误的是(　　)
A．组成酶P的单体分别是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
B．上述实验中不能确定酶P的RNA是起催化作用的物质
C．酶P的合成需要核糖体和线粒体的参与
D．酶P通过降低反应活化能来促进成熟RNA的形成
答案　A
解析　酶P由蛋白质和RNA两种物质构成，所以单体是氨基酸和核糖核苷酸，A错误；根据题干信息“去除酶P的RNA后，该酶失去催化功能”，但由于没有对照，即去除蛋白质的实验，所以不能确定RNA是起催化作用的物质，B正确；酶P中的蛋白质部分是在核糖体上合成的，而合成过程需要消耗能量，线粒体是有氧呼吸的主要场所，能为蛋白质的合成提供能量，所以酶P的合成需要核糖体和线粒体的参与，C正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，酶P能催化前体RNA形成成熟RNA，也是通过降低反应活化能来促进成熟RNA的形成，D正确。
3．(2025·赤峰期末)腺苷是一种神经递质，在海马结构中的作用最强。腺苷激酶(ADK)通过使腺苷磷酸化转变为AMP来降低组织中腺苷的水平，控制中枢神经系统中腺苷的代谢，调节细胞外腺苷的水平。目前已证实腺苷具有抗癫痫作用，下列有关说法正确的是(　　)
A．组成腺苷的化学元素有C、H、O、N、P
B．腺苷分子彻底水解能获得三种不同的产物
C．腺苷磷酸化的产物AMP可作为合成DNA的原料之一
D．降低体内ADK的活性对癫痫的发作有明显的抑制作用
答案　D
解析　腺苷由腺嘌呤和核糖组成，其组成元素有C、H、O、N，腺苷分子彻底水解能获得腺嘌呤和核糖两种不同的产物，A、B错误；腺苷磷酸化的产物AMP中的五碳糖为核糖，因此AMP可作为合成RNA的原料之一，C错误；根据题意分析可知，腺苷具有抗癫痫的作用，降低体内ADK活性能增大腺苷的浓度，因此降低体内ADK活性对癫痫的发作有明显的抑制作用，D正确。
4．研究人员利用分子组装技术，将人工膜和ATP合成酶构建成仿生线粒体，如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．腺苷三磷酸末端磷酸基团具有较高的转移势能
B．H＋通过ATP合成酶的跨膜运输方式为主动运输
C．图中和ATP合成酶可以从线粒体内膜分离获得
D．ATP水解释放的磷酸基团可使蛋白质等磷酸化
答案　B
解析　图中H＋借助ATP合成酶从脂质体内部转移到外部没有消耗能量，属于协助扩散，B错误；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，能合成较多ATP，ATP合成酶可从线粒体内膜分离获得，C正确。
5．在线粒体内膜上有多种转运蛋白，如ATP合成酶、电子转运体、Pi转运体。如图所示为这三种转运蛋白发挥相应生理功能的示意图，其中膜间隙内的pH低于线粒体基质、膜间隙内的Pi浓度低于线粒体基质。下列叙述错误的是(　　)
A．ATP合成酶具有催化和运输功能
B．电子转运体属于转运蛋白中的通道蛋白
C．Pi转运体可运输H＋和Pi，依然具有特异性
D．Pi转运体运输物质时自身构象会发生改变
答案　B
解析　由题图可知，ATP合成酶具有催化(催化合成ATP)和运输(运输H＋)功能，A正确；根据题干信息可知，H＋经电子转运体进入膜间隙是逆浓度梯度进行的，因此电子转运体运输H＋的方式为主动运输，参与主动运输的转运蛋白为载体蛋白，B错误；Pi转运体可运输H＋和Pi－，Pi转运体需要与H＋和Pi－结合发生构象变化，因此其依然具有特异性，C正确；Pi－经Pi转运体逆浓度梯度运输，说明Pi转运体是载体蛋白，载体蛋白运输相应物质时，自身构象会发生改变，D正确。
6．(2026·湖北腾云联盟联考)北欧鲫鱼能在寒冷、缺氧的水底生活数月，这与其独特的呼吸方式有关，如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．有氧条件下葡萄糖进入线粒体彻底氧化分解，并释放出大量能量
B．该鱼不同细胞的呼吸方式存在差异，是因为它们所含的基因不同
C．将乳酸转化为酒精排出体外，可有效缓解乳酸积累产生的毒害作用
D．该鱼形成的这种独特呼吸方式是寒冷、缺氧环境导致基因突变的结果
答案　C
解析　葡萄糖不能直接进入线粒体，需先在细胞质基质中分解为丙酮酸，再进入线粒体彻底氧化分解，A错误；同一生物不同细胞所含基因相同，呼吸方式差异的根本原因是基因选择性表达，B错误；从图中可以看出，其他组织细胞无氧呼吸产生的乳酸会运输到肌肉细胞中，乳酸在肌肉细胞中被转化为酒精排出体外，这样可有效缓解乳酸积累产生的毒害作用，C正确；北欧鲫鱼独特的呼吸方式是自然选择的结果，而非环境直接导致基因突变，环境是选择因素，而不是突变诱因，D错误。
7．(2025·淮北一模)糖酵解是细胞呼吸中葡萄糖经过一系列反应生成丙酮酸的过程，糖酵解中丙酮酸激酶能催化磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸并伴随着ATP的生成；丙酮酸激酶能调控糖酵解速率，其活性受多种因素影响。下列叙述正确的是(　　)
A．丙酮酸激酶催化生成丙酮酸的过程发生在线粒体基质，此过程为放能反应
B．图中ATP水解产生的磷酸分子能结合并改变丙酮酸激酶的空间结构和活性
C．ATP增多可能抑制去磷酸化的丙酮酸激酶的活性从而影响糖酵解的速率
D．血糖浓度降低时，肝脏细胞通过调控丙酮酸激酶去磷酸化以提高糖酵解速率
答案　C
解析　丙酮酸激酶催化生成丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，此过程释放能量，是放能反应，A错误；图中ATP水解产生的是磷酸基团，其能结合并改变丙酮酸激酶的空间结构和活性，B错误；ATP作为反应的产物，在反应中产物增多不利于反应发生，此反应中ATP可能抑制了去磷酸化的丙酮酸激酶的活性，抑制了糖酵解的速率，C正确；血糖浓度降低时，肝脏细胞中肝糖原分解为葡萄糖进入血液补充血糖，此时肝细胞通过调控降低糖酵解速率，D错误。
8．植物可通过改变呼吸代谢途径来适应不同的环境。某植物幼苗的根细胞经细胞呼吸释放CO2的速率变化情况如图所示，a点之后，该植物幼苗进入无氧环境。下列叙述错误的是(　　)
A．a点前，线粒体基质中有CO2产生
B．a～b段，根细胞只进行无氧呼吸并产生乳酸
C．b点时，根细胞开始生成酒精和CO2
D．a～c段，根的细胞呼吸发生在细胞质基质和线粒体中
答案　D
解析　a点之前，该植物幼苗处在有氧环境中，植物根细胞进行有氧呼吸，线粒体基质中会产生CO2，A正确；a点之后，该植物幼苗进入无氧环境，a～b段，根细胞没有产生CO2，推测此时根细胞只进行无氧呼吸并产生乳酸，B正确；据题图可知，b点之后CO2释放增加，且是无氧条件，故在b点时，根细胞开始生成酒精和CO2，C正确；a～c段，都是处于无氧条件下，植物只能进行无氧呼吸，植物根细胞的整个呼吸过程只发生在细胞质基质中，D错误。
9．(2026·皖豫联盟联考)电子传递链是位于线粒体内膜上的一系列酶复合体和递氢/递电子体构成的链式反应体系，其核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化，将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水，同时合成ATP。如图表示细胞呼吸的部分过程及部分细胞结构。下列叙述错误的是(　　)
A．线粒体的外膜和内膜对丙酮酸的通透性存在较大差异
B．位于线粒体内膜上的ATP合成酶只能与ADP和Pi结合
C．在有氧呼吸过程中，NADH能释放电子，O2能接受电子
D．若使氧化磷酸化解偶联，则会导致线粒体产生ATP受阻
答案　B
解析　据图可知，丙酮酸经孔蛋白通过线粒体的外膜，不需要消耗能量，外膜对丙酮酸的通透性较高，而通过内膜需要丙酮酸转运体的协助，且需要消耗H＋的电化学势能，该过程为主动运输，说明内膜对丙酮酸的通透性低于外膜，A正确；据图可知，ATP合成酶也是载体蛋白，而载体蛋白能与其运输的物质结合，即ATP合成酶也能与H＋结合，B错误；在有氧呼吸过程中，NADH释放电子(e－)，e－经一系列传递后，最终O2接受e－并与线粒体基质中的[H]结合生成H2O，C正确；据题可知，电子传递链的核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化，将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水，同时合成ATP，若使氧化磷酸化解偶联，则会导致线粒体产生ATP受阻，D正确。
10.为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取叶绿体中的色素，用层析液进行纸层析，如图为分离后的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素带)。下列叙述错误的是(　　)
A．色素Ⅰ、Ⅱ在层析液中的溶解度大于Ⅲ、Ⅳ
B．色素Ⅲ、Ⅳ在红光区吸收的光能可用于ATP的合成
C．强光照下该植物叶绿素/类胡萝卜素含量的值减小
D．分离色素时将带滤液细线的滤纸条放置在敞开装置中并通风
答案　D
解析　由于光合色素在层析液中溶解度越大，扩散速度越快，所以4种光合色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，A正确；色素Ⅲ、Ⅳ主要吸收红光和蓝紫光，色素Ⅲ、Ⅳ在红光区吸收的光能可用于光反应阶段中ATP的合成，B正确；强光照下叶绿素会被破坏，含量降低，类胡萝卜素含量增加，故该植物叶绿素/类胡萝卜素含量的值减小，C正确；为防止层析液挥发，分离色素时需将带滤液细线的滤纸条放置在密闭装置中，D错误。
11．黄瓜是普遍的大棚栽培蔬菜之一。图1为不同温度和光照强度下大棚黄瓜叶肉细胞的光合速率变化示意图，图2为25 ℃时黄瓜叶肉细胞中甲、乙两种细胞器在某一状态下部分物质及能量代谢途径示意图。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
A．图2中甲释放的O2量和乙释放的CO2量相等时应对应图1中的A点
B．图1中的B点，影响黄瓜叶肉细胞光合速率的因素是光照强度
C．图1中15 ℃时黄瓜叶肉细胞释放O2速率达到最大值时所需的最低光照强度对应p点
D．据图1分析，在温度为25 ℃、光照强度为q时黄瓜的产量相对较高
答案　B
解析　图2中甲释放的O2量与乙释放的CO2量相等时，即光合作用强度等于细胞呼吸强度，应对应图1中的A点，A正确；图1中的B点处未达到光饱和点，此后光合速率随光照强度增大而升高，说明此时影响黄瓜叶肉细胞光合速率的因素有光照强度，同时黄瓜叶肉细胞在25 ℃时B点对应的光照强度下的光合速率比15 ℃时高，可推知此时影响黄瓜叶肉细胞光合速率的因素还有温度，B错误；15 ℃时黄瓜叶肉细胞释放O2速率达到最大值时所需最低光照强度对应图1中p点，C正确；由图1可知，在温度为25 ℃、光照强度为q时，黄瓜叶肉细胞的净光合速率较大，积累的有机物较多，产量较高，D正确。
12．科研人员利用“间隙光”(光照20秒、黑暗20秒交替进行)处理叶肉细胞一段时间后，检测叶肉细胞O2释放速率和CO2吸收速率，部分实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．在AB段，产生O2的部位是叶绿体内膜
B．在BC段，叶绿体中没有ATP消耗
C．在CD段，光合作用强度等于细胞呼吸强度
D．在EF段，叶绿体能利用CO2合成有机物
答案　D
解析　AB段光照下进行光合作用，产生O2的场所在叶绿体的类囊体薄膜，A错误；在BC段，叶绿体中可以进行暗反应，消耗光反应产生的ATP和NADPH，B错误；在CD段，叶肉细胞O2释放速率(光合速率)和CO2吸收速率(光合速率－呼吸速率)相等，说明净光合速率大于0，光合作用强度大于细胞呼吸强度，C错误；在EF段，CO2吸收速率下降但仍大于0，因此叶绿体能利用CO2合成有机物，D正确。
13．鱼宰杀后鱼肉中的腺苷三磷酸降解生成肌苷酸，能极大地提升鱼肉鲜味。肌苷酸在酸性磷酸酶(ACP)作用下降解又导致鱼肉鲜味下降。在探究鱼肉鲜味下降外因的系列实验中，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．本实验的自变量是pH和温度，因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性
B．不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于不同鱼体内的ACP结构不同
C．pH低于3.8、温度超过60 ℃，对鳝鱼肌肉酸性磷酸酶(ACP)活性影响的机理相同
D．据图可知，放置相同的时间，鮰鱼在pH 5.8、温度40 ℃条件下，鱼肉鲜味程度最高
答案　C
解析　由图示曲线可知，本实验的自变量是pH、温度和鱼的种类，因变量是酸性磷酸酶(ACP)的相对活性，A错误；ACP是一种酶，其本质是蛋白质，基因决定蛋白质的合成，不同鱼的ACP的最适温度和pH有差异，根本原因在于控制合成ACP的基因不同，B错误；温度超过60 ℃与pH低于3.8，鳝鱼肌肉ACP都会因为空间结构的改变失去活性，影响机理是相同的，C正确；由图示曲线可知，放置相同的时间，鮰鱼在pH 5.8、温度40 ℃条件下酸性磷酸酶相对活性最高，导致鱼肉鲜味下降最快，D错误。
14．对氨基苯甲酸是细菌合成二氢叶酸的原料，二氢叶酸是叶酸合成的原料，叶酸参与细菌DNA合成。磺胺类药物是常用的抗菌药，测定磺胺类药物对二氢叶酸合成酶活性的影响，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．实验可用对氨基苯甲酸的生成速率表示酶活性
B．磺胺类药物通过与底物竞争酶活性位点抑制反应
C．磺胺类药物的作用随对氨基苯甲酸浓度升高而增强
D．酶活性达到50%时，使用磺胺类药物获得最佳治疗效果
答案　B
解析　酶促反应速率可用底物消耗的速率(或产物生成的速率)来表示，实验可用二氢叶酸的生成速率表示酶活性，A错误；据题图可知，存在磺胺类药物时，随着对氨基苯甲酸浓度增加，二氢叶酸合成酶活性升高，说明磺胺类药物通过与底物竞争酶活性位点抑制反应，磺胺类药物的作用随对氨基苯甲酸浓度升高而减弱，B正确，C错误；由题意可知，对氨基苯甲酸是细菌合成二氢叶酸的原料，二氢叶酸是叶酸合成的原料，叶酸参与细菌DNA合成，酶活性越低，治疗效果越好，D错误。
15．药物X和Y可能会抑制涉及有氧呼吸第一、二、三阶段的酶。为了研究这些药物的效应，分离了一些肌肉细胞，然后在有氧供应的条件下分别给予这两种药物处理，并测定细胞内ATP、NADH及丙酮酸的含量，实验结果见表。下列叙述正确的是(　　)
项目 ATP NADH([H]) 丙酮酸
对照组(没有 药物处理) 100% 100% 100%
药物X处理组 2% 3% 5%
药物Y处理组 20% 15% 150%
注：对照组的数据定为100%，以便与其他组进行比较。
A．药物X可能只抑制有氧呼吸第二、三阶段的酶
B．药物Y可能抑制细胞质基质内的酶
C．药物X和Y同时处理肌肉细胞后，可能不会影响钠离子运进细胞过程
D．若将对照组的有氧条件改为无氧条件，则ATP的含量将会上升
答案　C
解析　药物X处理组与对照组进行对比，ATP、NADH([H])、丙酮酸的含量均下降，说明药物X可能抑制有氧呼吸第一阶段的酶，A错误；药物Y处理组与对照组进行对比，ATP、NADH([H])的含量均下降，丙酮酸的含量上升，说明药物Y可能抑制有氧呼吸第二阶段的酶，有氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质，故药物Y可能抑制线粒体基质内的酶，B错误；钠离子运进细胞是顺浓度梯度的运输，不需要能量，故用药物X和Y同时处理肌肉细胞后，可能不会影响钠离子运进细胞过程，C正确；肌肉细胞无氧呼吸中的能量大部分储存在乳酸中，若将对照组的有氧条件改为无氧条件，则ATP的含量将会下降，D错误。
二、选择题(本题共5小题，每小题3分，共15分。每小题有一个或多个选项符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)
16． ADH(乙醇脱氢酶)和LDH(乳酸脱氢酶)是无氧呼吸的关键酶，其催化代谢途径如图1所示。Ca2＋对淹水胁迫的辣椒幼苗根无氧呼吸的影响实验结果如图2所示。下列叙述错误的是(　　)
A．酶E和LDH都能催化丙酮酸发生反应，说明LDH不具有专一性
B．辣椒幼苗根每个细胞无氧呼吸只能产生乳酸或乙醇一种产物
C．与对照组相比，淹水组第6天时乙醇代谢增幅明显大于乳酸代谢增幅
D．Ca2＋影响ADH、LDH的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
答案　ABC
解析　酶具有专一性，酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，A错误；辣椒幼苗根每个细胞中都含有ADH和LDH，故无氧呼吸既能产生乳酸，也可产生乙醇，B错误；与对照组相比，淹水组第6天时，乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性都升高，且活性都增加了一倍，据此可推测淹水组第6天时乙醇代谢增幅等于乳酸代谢增幅，C错误；由图2可知，Ca2＋能减弱LDH的活性，增强ADH的活性，结合图1可知，LDH能催化乳酸生成，ADH能催化乙醛生成乙醇，故Ca2＋影响ADH、LDH的活性，能减少乙醛和乳酸积累造成的伤害，D正确。
17．如图表示某植物非绿色器官在最适温度、不同O2浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况，已知该植物无氧呼吸产物可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色。下列叙述错误的是(　　)
A．N点时只进行有氧呼吸
B．M点时，若AB＝BM，则此时有氧呼吸CO2释放量等于无氧呼吸
C．适当升高温度，单位时间内CO2释放量将减少
D．MN段该器官细胞呼吸的产物有H2O、酒精和CO2
答案　AB
解析　N点后，O2吸收量大于CO2释放量，说明呼吸底物不只有糖类，可能还有脂肪等物质，脂肪在有氧条件下进行氧化分解时，消耗的O2量大于释放的CO2量，N点时，该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等，不能确定其只进行有氧呼吸，A错误；假设M点时的呼吸底物是糖类物质，由于糖类物质在有氧呼吸过程中消耗的O2量等于产生的CO2量，则图中O2的吸收量曲线也可表示有氧呼吸释放的CO2量曲线，据此可知，BM可表示有氧呼吸释放的CO2量，AB可表示无氧呼吸释放的CO2量，若AB＝BM，则说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2相等，但实际情况是在M点时的呼吸底物有非糖物质，因此，实际情况下M点有氧呼吸释放的CO2量小于BM，故M点时，若AB＝BM，则此时有氧呼吸CO2释放量小于无氧呼吸的CO2释放量，B错误；该实验是在最适温度下进行的，适当升高温度，单位时间内CO2释放量会减少，C正确；MN段该器官既有有氧呼吸也有无氧呼吸，有氧呼吸的产物有H2O和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2，D正确。
18．某植物叶片有全绿和绿色带白斑两种，研究人员利用不同的叶片开展了甲、乙、丙三组实验。三组均给予适宜的光照，其中丙组用14CO2培养叶片(过程中不断充入14CO2，使瓶中14CO2浓度保持不变且与外界CO2浓度相等)，培养过程测定叶肉细胞中放射性三碳化合物浓度的变化情况，结果如图。下列说法正确的是(　　)
A．培养一段时间后，用碘液处理甲、乙两组叶片，蓝色最深的部位为④
B．不考虑温度的变化，培养过程中，乙瓶的气体总体积可能一直保持不变
C．丙实验的OA段，叶肉细胞中五碳化合物的浓度在不断地下降
D．丙实验的AB段，叶肉细胞中放射性三碳化合物的生成和消耗达到平衡
答案　ABD
解析　甲瓶中无CO2，叶片白色部分无叶绿体，所以培养一段时间后淀粉产生最多的部位应为④，A正确；乙瓶中叶片进行光合作用和细胞呼吸，若光合速率等于呼吸速率，有氧呼吸的气体变化情况是消耗一分子O2产生一分子CO2，光合作用的气体变化情况是消耗一分子CO2产生一分子O2，所以不考虑温度变化同时不存在无氧呼吸的情况下，乙瓶中气体的体积可能一直保持不变，B正确；将叶片从12CO2的环境中移入含有相同浓度的14CO2丙瓶中，CO2浓度不变，暗反应速率不变，所以五碳化合物的浓度不变，C错误；暗反应过程中，C3的消耗和生成在不断进行，AB段14C3不变，即消耗量等于生成量，D正确。
19．图1表示绿色植物叶肉细胞部分结构中的某些生命活动过程，①～⑦代表各种物质，甲、乙代表两种细胞器。图2表示低CO2浓度，环境温度为光合作用最适温度时该植物叶片CO2释放量随光照强度变化的曲线，S代表有机物量。下列叙述错误的是(　　)
A．长期处于黑暗状态下，⑥→⑤→⑥的循环不能进行
B．B点时，该叶肉细胞中ATP的合成和分解处于动态平衡
C．短时间内适当提高CO2浓度，②的含量上升，C点上移
D．当光照强度处于BD间时，光合作用储存有机物的量为S2>0
答案　C
解析　长期处于黑暗状态下，光反应无法产生ATP和NADPH为暗反应(⑥→⑤→⑥的循环)提供物质和能量，故长期处于黑暗状态下，⑥→⑤→⑥的循环不能进行，A正确；正常状态下，该叶肉细胞中ATP的合成和分解始终处于动态平衡，B正确；短时间内适当提高CO2浓度，⑤(C3)含量增多，②(ATP)消耗增多，②的含量下降，最适温度下，限制因素是CO2浓度，适当提高CO2浓度后，C点向右下移动，C错误；当光照强度处于BD间时，光合作用速率大于呼吸速率，光合作用储存有机物的量为S2>0，D正确。
20．细胞可通过非光化学淬灭(NPQ)将过剩的光能耗散，减少多余光能对光反应阶段的PSⅡ复合体的损伤。现以某植物的野生型和M基因缺失突变体(M蛋白可修复损伤的PSⅡ和调节NPQ)为材料进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．该实验的不同组别中，CO2浓度、温度、水分等条件应保证相同且适宜
B．与野生型相比，强光照射下的突变体的NPQ强度较高、PSⅡ活性较强
C．与突变体相比，强光照射下的野生型中流向光合作用的能量相对较高
D．过强的光照损伤光反应阶段的PSⅡ复合体后会导致光合作用强度减弱
答案　BC
解析　实验自变量为有无强光照射和植物类型，无关变量包括CO2浓度、温度、水分等影响光合作用强度的主要环境因素，无关变量应遵循相同且适宜的原则，A正确；强光照射下突变体的NPQ强度相对值比野生型的NPQ强度相对值高，能减少强光对PSⅡ复合体造成损伤，但是野生型含有M蛋白，能对损伤后的PSⅡ进行修复，故不能确定强光照射下突变体与野生型的PSⅡ活性强弱，B错误；强光照射下突变体中NPQ强度相对值较高，而NPQ能将过剩的光能耗散，从而使流向光合作用的能量减少，C错误；过强的光照损伤光反应阶段的PSⅡ复合体后，为暗反应提供的NADPH和ATP将减少，会导致光合作用强度减弱，D正确。
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
21．(14分)(2025·沧州一模)蕨菜采摘后易发生褐变，给储藏和加工带来不便。褐变的主要原因是蕨菜组织中含有多酚氧化酶(PPO)，它能催化酚类物质氧化成醌并聚合成褐色物质。某兴趣小组同学探究了pH、高温、抑制剂等因素对多酚氧化酶活性的影响，结果如图所示。回答下列问题：
(1)(2分)取适量新鲜蕨菜切碎，加4倍量冷冻丙酮，经提取、抽滤和真空干燥得到PPO丙酮粉。取1.0 g PPO丙酮粉加入100 mL、0.05 mol·L－1、pH为7.4的__________(填“冷”或“热”)磷酸盐缓冲溶液中，搅拌、离心及上清液过滤可得到PPO的粗提液；用缓冲液溶解PPO丙酮粉的目的是____________________。
(2)(4分)图1表明pH__________时能有效抑制酶促褐变；图2表明，温度越高，PPO维持活性的时间越________；80 ℃处理70 s后，PPO的相对活性很低的原因主要是________________________________________________________________________。
(3)图3中亚硫酸钠和抗坏血酸是PPO的抑制剂，对PPO抑制效果主要取决于__________________；同浓度的两种抑制剂相比，对PPO的抑制作用更强的是__________________。
(4)该兴趣小组同学设计了温度20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃的条件下，PPO催化酚类物质氧化的实验，并用分光光度计测定各组酶的活性。
①该实验的课题是__________________________________。
②请列举本实验中两个无关变量：__________________________________________。
答案　(1)冷　保持PPO活性　(2)小于4　短　高温下，PPO的空间结构被破坏，导致其变性失活　(3)抑制剂的浓度　亚硫酸钠　(4)①探究温度对PPO活性的影响　②pH、PPO的浓度、酚的浓度等(任答两个，其他合理答案也可)
解析　(1)低温条件下，酶的活性很低，但酶的空间结构稳定，在适宜的温度下酶的活性会升高，因此酶制剂适宜在低温下保存，故提取PPO时也应低温提取，即用冷磷酸盐缓冲溶液；pH会影响酶的活性，pH偏高或偏低都会使酶活性降低，故用pH适宜的缓冲液溶解PPO丙酮粉可保持PPO的活性。(2)蕨菜褐变的原理是PPO催化酚类物质氧化成醌并聚合成褐色物质，故抑制PPO活性可有效抑制蕨菜褐变，由图1可知，当pH小于4时，PPO酶活性更低，故pH小于4时能有效抑制酶促褐变；图2中热处理后PPO的相对活性达到相同时，80 ℃条件下所需热处理时间明显长于90 ℃条件下热处理时间，故温度越高，PPO维持活性的时间越短；PPO的化学本质为蛋白质，高温使蛋白质变性，空间结构遭到破坏，结构决定功能，结构遭到破坏使其失活。(3)图3中自变量是抑制剂种类和每种抑制剂的浓度，在一定范围内，两种抑制剂对PPO的相对活性的抑制作用均随着抑制剂浓度的增加而增强，故其对PPO抑制效果主要取决于抑制剂浓度；在两种抑制剂浓度相同的条件下，亚硫酸钠条件下的PPO的相对活性明显低于抗坏血酸条件下的PPO的相对活性，故同浓度的两种抑制剂相比，对PPO的抑制作用更强的是亚硫酸钠。(4)①根据题意可知，本实验的自变量是不同温度，因变量为PPO的活性，故本实验的课题(目的)是探究温度对PPO活性的影响。②无关变量指除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，酶活性除受温度影响外，还受到pH的影响，故pH属于本实验的无关变量，在探究酶活性的实验中，酶活性可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示，故除温度外影响酚类物质氧化反应速率的因素也属于无关变量，如催化剂PPO的浓度、反应底物酚的浓度等。
22．(8分)(2025·长沙模拟)如图是发生在叶肉细胞内相关膜结构上的代谢过程示意图。请回答下列问题：
(1)(1分)图1、图2中的膜结构分别是________________________。
(2)(3分)图2所示膜上NADH来自______________________(填场所)。来自NADH的电子沿电子传递链传递时，释放出来的能量驱动图中____________(填序号)号转运蛋白转运H＋从线粒体基质到膜间隙，进而使H＋以____________方式通过ATP合成酶，从而合成ATP。
(3)(1分)若将该株植物放在一密闭玻璃罩内，用18O标记的水浇灌，请写出18O最快进入(CH2O)的过程(用文字加箭头表示，并在箭头上写上相关生理过程)：________________________________________________________________________。
(4)(3分)图2所示生理过程也能发生在小鼠体内。为研究短时低温对图2所示阶段的影响，将生理状况相同的小鼠在不同条件下处理，分组情况及结果如图3所示。已知DNP不影响电子传递，可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合成酶。与25 ℃相比，4 ℃温度下小鼠体温________(填“上升”“下降”或“不变”)，在相同时间内有氧呼吸消耗葡萄糖的量更多，请结合图2和图3推测此现象可能的原因：______________________________________。
答案　(1)类囊体薄膜、线粒体内膜　(2)细胞质基质、线粒体基质　复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ　协助扩散　(3)水光合作用光反应,氧气有氧呼吸第三阶段,水有氧呼吸第二阶段,二氧化碳光合作用暗反应,(CH2O)　(4)上升　4 ℃温度下，小鼠为维持体温，细胞呼吸增强，耗氧量增加，细胞呼吸产生的能量更多以热能形式散失，用于合成ATP的能量减少，为满足机体对能量的需求，有氧呼吸消耗葡萄糖的量增加
解析　(1)据图分析可知，图1中的膜能发生水的光解，是光反应的场所，故结构可能是类囊体薄膜；图2中的膜结构可能是线粒体内膜，因为线粒体内膜是进行有氧呼吸电子传递链和ATP合成的主要场所。(2)图2所示膜是线粒体内膜，其NADH来自有氧呼吸的第一阶段和第二阶段，场所是细胞质基质和线粒体基质；结合题图可知，在电子传递链中，释放的能量驱动复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ转运H＋从线粒体基质到膜间隙；H＋通过ATP合成酶的方式是顺浓度梯度进行的，需要蛋白质协助，故方式是协助扩散。(3)18O标记的水首先通过有氧呼吸第二阶段产生含有标记的二氧化碳，随后在暗反应中，通过CO2固定和C3的还原进入有机物(CH2O)，即相关过程是水光合作用光反应,氧气有氧呼吸第三阶段,水有氧呼吸第二阶段,二氧化碳光合作用暗反应,(CH2O)。(4)与25 ℃相比，短时间低温4 ℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热，与25 ℃相比，4 ℃温度下小鼠体温上升；由于DNP使H＋不经过ATP合成酶，导致ATP合成减少，能量以热能形式散失，因此小鼠需要消耗更多的葡萄糖来产生足够的热量维持正常生命活动。
23．(12分)某知名期刊发表了中国科学家人工合成淀粉的科技论文，在实验条件下，科学家们精心设计了11步化学聚糖主反应，相比植物光合作用60多步生化反应而言大大提高了淀粉合成效率。植物光合作用过程(A)和人工合成淀粉过程(B)如图所示。请回答下列问题：
(1)(4分)在叶肉细胞中，过程A发生的场所是______。当光照突然减弱时，短时间内b的含量将______。若某植物早上8点到达光补偿点时，其光合作用所需的CO2来源于__________。叶肉细胞内类似B中CO2→有机C1→C3中间体的过程__________(填“需要”或“不需要”)光反应提供ATP和NADPH。
(2)(2分)在与光合作用固定的CO2量相等的情况下，人工合成淀粉过程积累淀粉的量__________(填“大于”“小于”或“等于”)植物积累淀粉的量，因为________________________________________________________________________。
(3)(1分)人工合成淀粉的过程中，能量形式的转变为______________________________。
(4)(2分)图中的①过程相当于植物光合作用的__________阶段，②过程相当于植物光合作用的__________过程。
(5)(1分)中间体C6如果能在细胞质基质中首先被分解，其释放的能量去处有________________________________________________________________________。
(6)若该技术未来能够大面积推广应用，你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题？(至少写出两点)_________________________________________________________________。
答案　(1)叶绿体　减少　植物自身细胞呼吸产生的二氧化碳　不需要　(2)大于　在人工光合作用系统没有细胞呼吸消耗糖类(或植物细胞呼吸消耗糖类)　(3)光能→电能→化学能　(4)光反应　CO2的固定　(5)合成ATP，以热能形式散失　(6)能节约大量的耕地和淡水资源；减少因农药、化肥的使用带来的环境污染；缓解温室效应等
24．(11分)当光照过强，植物吸收的光能超过植物所需时，会导致光合速率下降，这种现象称为光抑制。强光条件下，叶肉细胞内因NADP＋不足、O2浓度过高，会生成一系列光有毒产物，若这些物质不能及时清理，会攻击叶绿素和PSⅡ反应中心(参与光反应阶段)中的D1蛋白，从而损伤光合结构。类胡萝卜素能清除光有毒产物。部分过程如图所示，请回答下列问题：
(1)(3分)强光条件下，限制光合速率的主要是____________反应阶段，从O2的来源和去路分析，此时叶肉细胞内O2浓度过高的原因是_______________________________________。
(2)Rubisco是一个双功能酶，光照条件下，它既能催化C5与CO2发生羧化反应固定CO2，又能催化C5与O2发生加氧反应进行光呼吸，CO2和O2竞争性结合Rubisco的同一活性位点。结合以上信息，光呼吸对解除光抑制的积极意义是________________________________________________________________________。
(3)(4分)用纸层析法分离缺乏类胡萝卜素的突变体植株叶片的色素，滤纸上可见________________(填颜色)的条带。与正常植株相比，该突变体植株在强光下的光合速率__________，原因是__________________________________________________________。
(4)(2分)科研人员采用清水处理灌浆期小麦(W)为对照组、0.3 mol·L－1水杨酸溶液处理相同小麦(SA)为实验组，设置适宜温度中等强光(MT1)组、高等强光(HT1)组，测定不同条件下小麦叶绿体中D1蛋白含量及净光合速率的变化，如图所示。D1蛋白位于________上。据图分析，0.3 mol·L－1水杨酸溶液通过________来缓解HT1组小麦的光抑制现象。
答案　(1)暗　强光条件下叶肉细胞光反应增强，产生更多的O2，而此时植物气孔关闭，叶肉细胞释放的O2量减少　(2)强光条件下，叶肉细胞中O2浓度升高，而光呼吸可以消耗一部分O2，降低叶肉细胞中的O2浓度，减少光有毒产物的产生，减少对光合结构的损伤　(3)蓝绿色和黄绿色　低　由于类胡萝卜素能清除光有毒产物，在强光条件下，该突变体植株中的光有毒物质无法有效清除，导致光合结构损伤较正常植物严重，光合速率较正常植物低　(4)(叶绿体)类囊体薄膜　促进D1蛋白基因的表达，增加D1蛋白的含量
解析　(1)强光条件下，植物吸收光能较多，光反应较快，此时限制光合速率的主要是暗反应阶段。强光条件下，由于叶肉细胞光反应增强，产生更多的O2，而此时植物气孔关闭，叶肉细胞释放的O2量减少，所以叶肉细胞内O2浓度会过高。(2)强光条件下，叶肉细胞中O2浓度过高，在竞争性结合Rubisco的同一活性位点时，O2占据优势，植物进行光呼吸，而光呼吸可以消耗一部分O2，降低叶肉细胞中的O2浓度，进而减少光有毒产物的产生，减少对光合结构的损伤，所以可以在一定程度上解除光抑制。(3)植物中光合色素有叶绿素和类胡萝卜素两大类，用纸层析法分离缺乏类胡萝卜素的突变体植株叶片的色素，在滤纸上可见蓝绿色的叶绿素a条带和黄绿色的叶绿素b条带。与正常植株相比，该突变体植株在强光下的光合速率较低，因为类胡萝卜素能清除光有毒产物，而该突变体中不含类胡萝卜素，在强光条件下，该突变体植株中的光有毒物质无法有效清除，导致光合结构损伤较正常植物严重，光合速率较正常植物低。(4)D1蛋白位于PSⅡ反应中心中，而PSⅡ反应中心参与光反应阶段，光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜上，所以D1蛋白位于叶绿体的类囊体薄膜上，据图分析，在高等强光(HT1)条件下，实验组中的D1蛋白相对含量高于对照组，且实验组的净光合速率高于对照组，所以0.3 mol·L－1水杨酸溶液可能是通过促进D1蛋白基因的表达，增加D1蛋白的含量来缓解HT1组小麦的光抑制现象。
25．(10分)为探究脱落酸(ABA)对小麦抗旱能力的影响，科研人员将小麦幼苗均分为甲、乙、丙、丁四组，甲组正常供水，乙组正常供水＋ABA，丙组干旱胁迫，丁组干旱胁迫＋ABA，实验结果如图所示。据图回答下列有关问题：
(1)(4分)小麦经干旱处理后，气孔导度(气孔的开启程度)会______(填“增大”或“减小”)，以利于__________________；据图分析可知，干旱会影响小麦的光合作用速率，其主要原因是____________________________________(至少写出2点)。
(2)(2分)据图可知，正常供水时，乙组在加入ABA后光合作用速率小于甲组，推测这主要是由于____________(结论1)；干旱胁迫下，丁组在加入ABA后气孔导度变化不大，光合作用速率明显大于丙组，推测干旱条件下ABA主要通过__________________，提高小麦的光合作用速率(结论2)。
(3)(2分)为验证(2)的推测，可通过测量甲、乙、丙、丁四组实验中小麦叶片的胞间CO2浓度。若胞间CO2浓度，甲组______乙组，则结论1成立；若胞间CO2浓度，丙组______丁组，则结论2成立(两空都用“大于”“等于”或“小于”表示)。
(4)(2分)进一步研究发现，在重度干旱条件下，施加氮肥也可提高小麦的光合作用速率。部分实验结果如表所示：
生理指标 对照组 施加氮肥组
叶绿素/(mg·g－1) 9.8 11.8
Rubisco活性/(μmol·min－1) 316 640
光合作用速率/(μmolCO2·m－2·s－1) 6.5 8.5
该实验结果表明施加氮肥是通过__________________方式，从而提高小麦的光合作用速率。该实验对照组的处理条件是__________________________________________________。
答案　(1)减小　减少水分散失　气孔导度减小使供应给光合作用的CO2减少；Rubisco活性降低，使CO2的固定减慢　(2)ABA使气孔关闭　提高Rubisco的活性　(3)大于　大于　(4)增加叶绿素含量和Rubisco的活性　重度干旱条件下不施加氮肥
解析　(1)小麦经干旱处理后，为了减少水分散失，气孔导度会减小。气孔导度减小有利于减少水分散失。干旱会影响小麦的光合作用速率，主要原因有两点：一是气孔导度减小，导致供应给光合作用的CO2减少；二是干旱导致Rubisco活性降低，使CO2的固定减慢，从而影响光合作用的进行。(2)据题图分析可知，正常供水时，乙组在加入ABA后光合作用速率小于甲组。推测这主要是由于ABA使气孔关闭，导致胞间CO2浓度降低，进而影响光合作用的进行。在干旱胁迫下，丁组在加入ABA后气孔导度变化不大，但光合作用速率明显大于丙组。推测干旱条件下ABA主要通过促进Rubisco的活性，加速CO2的固定，从而提高小麦的光合作用速率。(3)为了验证上述推测，可以通过测量甲、乙、丙、丁四组实验中小麦叶片的胞间CO2浓度。若胞间CO2浓度甲组大于乙组，则说明ABA使气孔关闭，导致胞间CO2浓度降低，从而验证了结论1。若胞间CO2浓度丙组大于丁组，则说明在干旱条件下ABA主要通过促进Rubisco的活性来提高光合作用速率，而不是通过增加胞间CO2浓度来实现的，从而验证了结论2。(4)进一步研究发现，在重度干旱条件下，施加氮肥可以提高小麦的光合作用速率。根据实验结果可知，施加氮肥组的小麦叶绿素含量和Rubisco活性均高于对照组，且光合作用速率也高于对照组。因此，可以得出结论：施加氮肥通过增加叶绿素含量和Rubisco的活性，从而提高小麦的光合作用速率。该实验对照组的处理条件是重度干旱条件下不施加氮肥，以排除其他因素对实验结果的影响。

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